桩在我国成为世界第二大经济体中的担当

2015-02-13 448 0
核心提示:根据国际货币基金组织(IMF)有关世界各国GDP数据的报告,我国自改革开放后,在21世纪初是世界第七大经济体;至2007年超过德

        根据国际货币基金组织(IMF)有关世界各国GDP数据的报告,我国自改革开放后,在21世纪初是世界第七大经济体;至2007年超过德国成为世界第三大经济体;至2010年超过日本成为世界第二大经济体。日本则终结了自1966年以来长达45年仅次于美国的历史。

       细读图2-1(a),可以看到当前我国与美国,以及居我国之后的传统的工业国家日、德、法、英、意和新兴的巴西、加拿大、俄、印、澳、墨、韩等国与我国在GDP之间分别存在的具体差距,亦即,可以概括知道当今世界经济的总体格局。


图2-1(a) 我国GDP超越日本,成为世界第二大经济体
 

 最近,国际媒体援引IMF新的报告称,根据购买力平价计算标准测算,中国的GDP在2014年已达到17.6万亿美元;美国则为17.4万亿美元;亦即认为中国已超过美国成为世界第一大经济体。这反映了国际社会对于我国经济增长成就的认可。对我国经济前景看好。但吾人仍应清醒地认识到,从人均GDP和经济发展质量及模式制度上看,我国要成为世界第一大经济体尚存在相当的距离。

我国GDP的飞速增长,乃源于改革开放以来我国经济建设各个方面的飞速发展。对此,本章不拟展开论述,以免远离手册主题。且说如今,我国高速铁路的里程已居世界第一;高速公路的里程已居世界第一;城市地铁(轨道交通)的建设规模已超过世界其他国家的总和;我国已成为世界头号造桥大国和头号建筑大国。而进一步追本溯源,我国的高铁、地铁、公路、桥梁和高楼大厦等建构筑物——这些发展经济的命脉和脊梁,无不有赖于桩基础的有力支承。换言之,桩在我国成为世界第二大经济体的伟大事业中,虽隐身地下却担负着莫大的重任和使命。

似闻有诗云,“桩托起了高铁 /托起了桥梁 /托起了高楼大厦!”甚至说,桩“托起了一个又一个城市 /不断改变城乡的天际线!”这些美丽的诗句颂辞亦非太过夸张,因为放眼我国城乡大地,处处都存在着用桩支承的各种建构筑物,或者迎面而来的就是正在打桩施工的场景,参见图2-1(b)和(c)。

——桩是促进我国经济发展的隐藏地下的巨大推手。

 


图2-1(b) 桩托起城市中各种建构筑物



图2-1(c) 打桩施工场景
 
       我国的铁路肇始于1876年清代由外国人修建的上海吴淞铁路;1881年,中国人修筑了第一条铁路——唐山至胥各庄铁路。1909年,中国人自己勘测、设计、施工,由我国铁路之父、清代第一批出国留洋幼童、先贤詹天佑(1861~1919年,见附图)主持建造的第一条铁路——京张铁路通车(全长200km)。随后至1949年我国有铁路2.18万公里,其中勉强能通车的只有1.1万公里。
 


我国铁路之父詹天佑
(1861~1919年)
 
     中华人民共和国成立后,新建第一条干线——成渝铁路于1952年通车。至1978年全国铁路运营里程达到5.2万公里。至2000年底,达到6.8万公里,其间经过数次大提速,使我国铁路驶上发展快车道。

      我国的高铁建设肇始于1999年开工、2002年建成通车,长404公里的秦沈客运专线,该专线后并入京哈线的区间车段(见图2-2)。



图2-2 我国第一条高铁秦沈客运专线位置图

   
       2005年7月,我国具有完全自主知识产权、属世界一流水平、长115km的京津城际高速铁路开工,于2008年8月竣工通车运营。
       2009年12月,世界上一次建成里程最长、工程类型最复杂的京港高铁武广段(长1068.8km),建成通车运营。
       2010年2月,世界上第一条建于湿陷性黄土地区、连结我国中部和西部、长505km的郑西高速铁路通车运营。
       2012年12月,世界上第一条建于高寒地区、长421km的哈大高铁通车运营,它将我国东北三省主要城市连为一线,即使在冬季也可以200公里的时速驰骋在高寒地区。
       至2012年底,我国高铁总里程达到9356km。
       至2013年,随着宁杭、杭甬、盘营高铁、向莆高铁相继开通,我国高铁四纵干线基本成型,总运营里程达到10463km,约占世界高铁运营总里程                  23000km的46%,短短10余年间,就超越发达国家长达半个世纪发展高铁的总里程而跃居世界首位。
       2014年底,杭(州)、长(沙)高铁开通运营,长931km,从而,往南可与京广高铁接轨;往西南可到达桂林、柳州、南宁。
       所谓四纵四横客运专线是指连接我国各省会城市和大城市之间的长途高速铁路。北京至广州的高铁,长2000多km,是目前世界上最长的高铁线路。按照国家近期规划,至2020年四纵四横高铁客运专线全长将达到16000公里;同时铁路总运营里程达到12万公里,为改革开放前的2.3倍,为建国前的5.5倍。以扩大中西部铁路网为主的开发性新线41000km则列入中长期规划。参见图2-3、2-4和2-5。



图2-3 我国高速铁路通车里程突飞猛进



图2-4 2020年我国的高速铁路网



图2-5 我国高速铁路网基本构架图  



 
      毋庸赘述,高铁之建成,必将推动沿线站点及其周边城乡经济加速发展和繁荣。此处仅酌举前文所述向莆高铁线上(见图2-5)地处赣闽边境、隶属于福建省的一个偏僻的县城泰宁为例,它山灵水灵,集世界自然遗产、世界地质公园、国家5A级旅游景区、国家十佳魅力名镇之优势于一身,以往却鲜有游客光临。如今,向莆高铁设中心站于泰宁,它与既有的高速公路网相通,又近邻南昌、福州、武夷山、厦门等航空港(参见图2-6)相得益彰,紧扣当今国家着力发展第三产业之方针,为世人引领又一旅游胜地,其社会经济效益自不待言。



图2-6 向莆高铁泰宁中心站位置图

 
       高铁由于需跨越江河湖川和既有铁路公路,主要采用高架无砟道床。实行封闭运行。高铁的路堤路基、桥梁涵洞和站场等建筑设施均因地制宜采用不同类型的桩基支承,其中部分采用了钢管桩,大部分采用旋挖钻孔混凝土灌注桩及其他成孔方法的混凝土灌注桩。

      值得注意的是,在我国已建的高铁线路中,桥梁的里程常占线路全长的很大百分率。可随机举例,例如,京沪高铁全长1302km,其中有桥梁238座,占线路全长的70.7%,其中昆山特大桥、南京大胜关长江大桥、淮河特大桥、黄河特大桥等在设计施工上创造了多个中国乃至世界第一;又如武广客运专线全长1068.8km,其中有桥梁661座,占线路全长的41.4%;郑西客运专线全长505km,其中有桥梁137座,占线路全长的62%;宁杭高铁全长249km,其中有桥梁48座,占线路全长的63%;南广高铁全长577km,其中有桥梁469座,占线路全长的31.7%;向莆高铁全长632km,其中有桥梁226座,占线路全长的28.5%;等等。

       桥梁必然需要依靠承载/沉降性能远胜于支承路基或路堤的桩基础支承。这说明了桩在高铁建设中担负着十分艰巨的任务。关于高铁桥梁,本章将在第五节与公路桥梁及城市桥梁再作相关论述。

      我国高铁迄今的试验时速最高达到了486.1km/hr,大量的试验和实测均表明,在此高速运行下高铁地基和桩基的沉降变形,特别是工后沉降,均能保证行车的安全性、可靠性、平顺稳定性和乘坐舒适性。我国高铁的行车速度已被公认为世界高铁的第一速度,这是集材料、铁路、车辆、机械、电气、通信、电子、电机、振动、自动化控制等一系列学科专业的高新尖端技术合力取得的成果,桩基础不露声色忝居其中作出应有贡献,分享了殊荣。

      在高铁建设中,新建了北京南、天津、上海南、上海虹桥、武汉、杭州东等一大批现代化客站,它们分别与城市地铁、公交、出租车、民航等各种交通方式紧密衔接,功能完善,换乘便捷,形成了所在城市的现代化综合交通枢纽。为了满足其复杂的功能要求,建筑物的基坑开挖深度、难度、体量和复杂性大为增加。换言之,桩在这些深基坑支护工程中无不做出了重大贡献。

      上海虹桥综合交通枢纽,参见图2-7及2-8,规划范围总用地约26.26平方公里;站房总建筑面积23万m2,基坑开挖面积35万m2,深度达34m。高铁客运年发送量6000万人次。它所汇集的交通方式之多(包括民航、高铁、地铁、磁悬浮、城际铁路、公交、出租车、长途巴士等),以及建筑规模和设计施工难度在国际上均属罕见。
 
 
图2-7 上海虹桥综合交通枢纽鸟瞰
 
 
图2-8 上海虹桥综合交通枢纽透视

杭州东站是亚洲最大交通枢纽,是集多种交通方式和服务设施于一体的一个最新范例,是实现立体无缝交通换乘的特等站。站房主体建筑最高点离地面近40m,建筑物南北两边的站台无柱雨棚长109m,面积达7.4万m2。总建筑面积约100万m2,参见图2-9和2-10。如此庞大的站房建筑其静荷载及客流物流等动荷载无疑皆由深埋地下的桩基础承担而莫属。

杭州市将对火车东站周边地区9.3万平方公里的区域进行开发建设,打造集现代生产服务业和旅游集散地,包括居住、办公、商业、酒店、娱乐等功能于一体的城市新中心。




图2-9 杭州东综合交通枢纽外景

图2-10 杭州东综合交通枢纽内景

 
 
       应当指出,近年来我国某些地方兴建的城际铁路与国家高铁干线出现了一些重复现象。例如,京津城际铁路与京沪高铁北京至天津段平行;沪宁城际铁路与京沪高铁上海至南京段平行;郑州至洛阳的城际铁路与郑西高铁的部分路段平行。这些平行路线必然影响其经济效益。

        与兴建高铁的同时,我国普速铁路网“八纵八横”的建设也同步发展,应用了大量的桩基工程。其中尤为瞩目的是青藏高原的铁路桥梁墩台,大量采用了罕见的大直径挖孔桩,破解了在冻土、砾石、漂石和基岩中成孔和灌注两重难题。

       贯通我国东西部的关键瓶颈、建于崇山峻岭、悬崖削壁、溶洞暗河之间,穿越古蜀道的宜(昌)万(州)铁路(见图2-11),是我国乃至全世界铁路建设中最困难最复杂的线路之一。它全长仅377km,耗资人民币226亿元,平均每公里逾6000万元,动员5万筑路大军,工期长达7年(2003/12-2010/12)。全线有桥梁253座,桥高超过100m的有23座,最高桥墩高达128m,基础深入溶洞数十米,基础横截面甚至达数百至1000m2,堪称举世罕见的特巨型混凝土灌注桩基础。



图2-11 贯通悬崖峭壁的宜(昌)万(州)铁路
 
       高速铁路是我国改革开放后经济技术发展最靓丽的名片之一。如今我国的高铁技术已输出至一些友好国家,又有一些国家相继在商谈中。
例如,我国承建的土耳其从其首都安卡拉至其最大城市伊斯坦布尔的高铁,长553km,已于2014年7月建成通车。其第二期工程长158km,又将续建。又如泰国政府已批准由我国承建总长为1492km的两条高铁,其中自廊开至玛它普港长737km,自清孔至班帕钦长655km。这些线路将是穿越泰国连通东南亚的交通大动脉,且与我国创议的21世纪丝绸之路和泛亚铁路规划颇相吻合。

       2014年10月,李克强总理访问俄罗斯期间,中俄两国已签署备忘录,将规划合作建设从莫斯科穿越蒙古国首都乌兰巴托到达中国北京——横跨欧亚大陆的一条高铁线路,长约7000km,耗资约2300亿美元,工期约5年。我国在高铁建设上展示的能力已令举世瞩目。

      城市地铁是城市地下轨道交通的总称和简称。城市地铁一般设计在地下运行,浅埋或深埋。由于城市地形地势地质等原因,以及建在非居民区,建在河流交汇处或既有铁路沿线等环境原因,某些线路需在地面运行,称为地面线,或在地上建造高架轨道运行,称为高架线;地面线和高架线合称为轻轨交通。城市地铁和轻轨交通统称为城市轨道交通。但人们在习惯上常用地铁一词涵盖其地下线、地面线和高架轻轨交通。

      城市地下轨道交通是城市中最快速、安全、舒适、节能、环保,兼具运量最大的高密度交通运输系统和大众交通工具,常被称为“绿色交通”。如今,城市地下轨道交通已成为衡量城市经济规模及发展水平的重要标志。

      我国城市地铁建设发端于1956年因国家战备需要,由党中央作为军事机密任务直接下达给中国人民解放军铁道兵承担筹建的北京市长安街地下工程,其中经过数年探索,包括先后邀请两批苏联专家前来指导,后苏联专家毁约撤走,仍由我国专家自力更生,自行边学习、边设计、边完善的一段艰苦历程。
1965年2月4日,毛主席作重要指示决定北京地铁上马。此指示后被地铁业界乃至土木建筑业界奉为圭臬,称为“二四指示”,见图2-12。


 

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